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WO2020017060A1 - テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波検出方法、及びテラヘルツ波検出システム - Google Patents

テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波検出方法、及びテラヘルツ波検出システム Download PDF

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WO2020017060A1
WO2020017060A1 PCT/JP2018/027405 JP2018027405W WO2020017060A1 WO 2020017060 A1 WO2020017060 A1 WO 2020017060A1 JP 2018027405 W JP2018027405 W JP 2018027405W WO 2020017060 A1 WO2020017060 A1 WO 2020017060A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
terahertz wave
detection device
wave detection
unit
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/027405
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
川前　治
幸修 田中
美沙子 河野
白水　信弘
奥　万寿男
学 勝木
恵 藏知
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2018/027405 priority patent/WO2020017060A1/ja
Priority to CN201880092859.6A priority patent/CN112041664B/zh
Priority to US17/051,321 priority patent/US11346776B2/en
Application filed by Maxell Ltd filed Critical Maxell Ltd
Publication of WO2020017060A1 publication Critical patent/WO2020017060A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2021108478A priority patent/JP7041308B2/ja
Priority to JP2022037044A priority patent/JP7323667B2/ja
Priority to US17/735,763 priority patent/US11668650B2/en
Priority to US18/305,837 priority patent/US12072284B2/en
Priority to JP2023122078A priority patent/JP7520191B2/ja
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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    • G01N2201/02—Mechanical
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    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0222—Pocket size

Definitions

  • the present invention relates to a terahertz wave detection device, a terahertz wave detection method, and a terahertz wave detection system.
  • Non-Patent Document 1 discloses a study of applying the THz wave to the analysis of the VCO gas using the property of the THz wave.
  • Non-Patent Document 1 mentions that a terahertz wave having no gap between spectra is generated, but does not show the display of the result of analysis using a THz wave.
  • Terahertz waves have a longer wavelength than light, and when a received wave of a terahertz wave is imaged, resolution similar to that of a visible light image cannot be obtained. Therefore, in order to present an analysis result using a THz wave as an image, it is further required. There is room for ingenuity.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a display technique that makes it easier to see an analysis result using terahertz waves.
  • the present invention provides a terahertz wave transmitter / receiver including a transmitter for transmitting a terahertz wave, and a receiver for receiving a reflected terahertz wave reflected by a background reflector present behind an object to be analyzed. And a display, the terahertz wave transceiver, and an information processing device connected to each of the displays, wherein the transmitter includes a specific frequency in a two-dimensional region including the analyte.
  • the information processing apparatus irradiates a terahertz wave based on a transmission signal, the information processing apparatus analyzes the concentration of the analyte based on the reflected terahertz wave, and the background reflection based on an analysis result of the analysis unit.
  • a visualization unit that generates a composite image in which a density image of the analysis target is synthesized with a background image in which an object is captured, and displays the composite image on the display.
  • FIG. 1 Front view of the THz wave detection device according to the first embodiment Side sectional view of the THz wave detection device according to the first embodiment Hardware configuration diagram of the THz wave detection device according to the first embodiment Functional block diagram of the THz wave detection device according to the first embodiment Diagram for explaining THz wave transmission signal and reception signal Diagram showing signal strength of received signal
  • Flow chart showing the operation flow of the THz wave detection device Diagram to explain gas visualization method Diagram showing an example of image synthesis processing Diagram showing an example of image synthesis processing External view of a THz wave detection device according to a second embodiment Controller configuration diagram The figure which shows the application example of the THz-wave detection apparatus by 2nd embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining a feature amount representing a temporal change in a distribution of a concentration of a gas to be analyzed.
  • Diagram showing an example of a concentration distribution diagram Diagram showing composite image Flow chart showing a processing flow of the gas visualization application unit according to the fourth embodiment.
  • Front view of a THz wave detection device according to a fifth embodiment Side sectional view of a THz wave detection device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1A is a front view of the THz wave detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a side sectional view of the THz wave detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the THz wave detection device according to the first embodiment.
  • the THz wave detection device 100 shown in FIG. 1A is configured by externally attaching the THz wave transceiver 1 to a smartphone 10 as an information processing device.
  • the information processing device may be another portable information terminal, for example, a tablet terminal.
  • the THz wave detection device 100 may be configured by connecting the THz wave transceiver 1 to a computer.
  • the smartphone 10 includes an extension I / F 125, and connects the THz wave transceiver 1 to the extension interface 125.
  • the smartphone 10 includes a display 141 and a front camera 143 on the front. Further, the smartphone 10 includes a rear camera 144 on the rear. The smartphone 10 houses the processor 107 inside the housing.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the smartphone 10.
  • a smartphone 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a system bus 102, a ROM (Read Only Memory) 103, a RAM (Random Access Memory) 104, a storage 110, a communication processor 120, an extension interface 125, and an operation device. 130, a video processor 140, an audio processor 150, and a sensor 160.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the CPU 101 is a microprocessor unit that controls the entire smartphone 10.
  • the system bus 102 is a data communication path for transmitting and receiving data between the CPU 101 and each operation block in the smartphone 10.
  • the ROM 103 is a memory in which a basic operation program such as an operating system and other operation programs are stored, and a rewritable ROM such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) or a flash ROM is used.
  • the RAM 104 is a work area when the basic operation program and other operation programs are executed.
  • the ROM 103 and the RAM 104 may be integrated with the CPU 101. Further, the ROM 103 may not use the independent configuration as shown in FIG. 2 but use a partial storage area in the storage 110.
  • the processor 107 includes a CPU 101, a ROM 103, a RAM 104, and a storage 110 connected via a system bus 102.
  • the storage 110 stores operation programs and operation set values of the smartphone 10, images taken by the smartphone 10, information of the user of the smartphone 10, and the like.
  • All or part of the functions of the ROM 103 may be replaced with a partial area of the storage 110. Further, the storage 110 needs to hold the stored information even when power is not supplied to the smartphone 10 from the outside. Therefore, for example, devices such as flash ROM, SSD (Solid State Drive), and HDD (Hard Disk Drive) are used.
  • the operation programs stored in the ROM 103 and the storage 110 can be updated and extended by download processing from server devices (not shown) on the wide area public network.
  • the communication processor 120 includes a LAN (Local Area Network) communication device 121, a telephone network communication device 122, an NFC (Near Field Communication) communication device 123, and a Bluetooth (registered trademark) communication device 124.
  • the LAN communication device 121 is connected to a wide area public network via an access point (AP) device (not shown) by wireless connection using Wi-Fi (registered trademark) or the like, and transmits / receives data to / from each server device on the wide area public network. I do.
  • the telephone network communication unit 122 performs telephone communication (call) and data transmission / reception by wireless communication with a base station (not shown) of the mobile telephone communication network.
  • the NFC communicator 123 performs wireless communication when approaching a corresponding reader / writer.
  • the Bluetooth communicator 124 transmits and receives data to and from the corresponding terminal by wireless communication.
  • Each of the LAN communication device 121, the telephone network communication device 122, the NFC communication device 123, and the Bluetooth communication device 124 includes an encoding circuit, a decoding circuit, an antenna, and the like.
  • the communication processor 120 may further include infrared communication and other communication devices.
  • the extension interface 125 is a group of interfaces for extending the functions of the smartphone 10.
  • the extension interface 125 includes a video / audio interface, a USB (Universal Serial Bus) interface, a memory interface, and the like.
  • the video / audio interface performs input of a video signal / audio signal from an external video / audio output device, output of a video signal / audio signal to an external video / audio input device, and the like.
  • the USB interface transmits and receives data by connecting to a PC (Personal Computer) or the like. Further, a keyboard or other USB devices may be connected.
  • the memory interface transmits and receives data by connecting a memory card and other memory media.
  • the operation device 130 is an instruction input device for inputting an operation instruction to the smartphone 10.
  • the operation device 130 is configured by an operation key in which a touch panel and button switches arranged on the display 141 are arranged. Note that only one of them may be used, or the smartphone 10 may be operated using a keyboard or the like connected to the extension interface 125. Further, the smartphone 10 may be operated using a separate portable terminal device connected by wire communication or wireless communication.
  • the touch panel function may be provided in the display 141.
  • the video processor 140 includes a display 141, an image signal processor 142, a front camera 143, and a rear camera 144.
  • the front camera 143 is a camera arranged on the same surface (the front surface) as the display 141, and is used for so-called self-photographing, for example, confirming and photographing one's own face photographed by the front camera 143 on the display 141.
  • the rear camera 144 is a camera arranged on the opposite side (back side) of the display 141.
  • the display 141 is a display device such as a liquid crystal panel, for example, and displays image data processed by the image signal processor 142 and provides the image data to the user of the smartphone 10.
  • the image signal processor 142 includes a video RAM (not shown), and the display 141 is driven based on the image data input to the video RAM. Further, the image signal processor 142 has a function of performing format conversion, superimposition processing of a menu and other OSD (On-Screen Display) signals, and the like as necessary.
  • the front camera 143 and the rear camera 144 convert the light input from the lens into an electric signal using an electronic device such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor. Is a camera unit that functions as an imaging device that inputs the image data of FIG.
  • the audio processor 150 includes a speaker 151, an audio signal processor 152, and a microphone 153.
  • the speaker 151 provides the audio signal processed by the audio signal processor 152 to the user of the smartphone 10.
  • Microphone 153 converts a user's voice or the like into voice data and inputs the data.
  • the sensor 160 is a group of sensors for detecting the state of the smartphone 10.
  • a GPS (Global Positioning System) receiver 161 a gyro sensor 162, a geomagnetic sensor 163, an acceleration sensor 164, an illuminance sensor 165, It is configured to include the sense sensor 166.
  • the smartphone 10 may further include a pressure sensor or another sensor such as a barometric pressure sensor. Note that the position information is obtained by the GPS receiver 161.
  • the position information may be obtained from the position information of the Wi-Fi AP device by the LAN communication device 121. Alternatively, it may be obtained from the base station information by the telephone network communication device 122.
  • the configuration example of the smartphone 10 illustrated in FIG. 2 includes many configurations that are not essential to the present embodiment, such as the communication processor 120. There is no loss in effectiveness. Further, a configuration (not shown) such as a digital broadcast receiver function and an electronic money settlement function may be further added.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the THz wave detection device 100 according to the first embodiment.
  • the THz wave detection device 100 is configured such that the THz wave transceiver 1 and the rear camera 144 are connected to the input stage of the processor 107, and the display 141 is connected to the output stage of the processor 107.
  • the processor 107 mainly includes the analysis unit 2 and the visualization unit 4.
  • the analysis unit 2 and the visualization unit 4 are configured by hardware constituting the processor 107 executing software that implements the function of the THz wave detection device 100.
  • the THz wave transceiver includes a transmitter 11, a receiver 12, a transmission controller 13, and an antenna 14.
  • the THz wave transceiver 1 irradiates a transmission wave 15 a from an antenna 14 attached to the THz wave transceiver 1 toward a three-dimensional space including the analysis target gas 6.
  • the analysis target gas 6 absorbs a specific frequency spectrum. Then, the reflected terahertz wave 15 b passing through the analysis target gas 6 and reflected by the background reflector 5 is received by the antenna 14.
  • the transmission control unit 13 controls the transmitter 11 so that the transmitter 11 outputs a THz wave (transmission signal) whose spectrum frequency is swept.
  • the transmitter 11 converts a transmission signal into a transmission wave 15a (THz wave) and irradiates the two-dimensional region including the analysis target gas 6 from the antenna 14.
  • the receiver 12 acquires the reflected terahertz wave 15 b received by the antenna 14, converts the reflected terahertz wave 15 b into a received signal, and sends the signal to the analyzer 2.
  • the irradiation of the transmission wave 15a to the two-dimensional area is performed by scanning the irradiation direction horizontally or vertically for each unit, with a period of sweeping the frequency of the spectrum as one unit.
  • the scanning means in the irradiation direction may be a mechanical means using a galvanomirror or the like, or a phased array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged in an array, and a THz wave input to each antenna element. Electrical means for changing the phase of the signal may be used.
  • the scanning synchronization signal is shared with the visualization unit 4.
  • the analysis unit 2 includes a frequency difference detector 21, a detector 22, a frequency detector 23, a reflection distance calculator 24, a reference intensity detector 25, an attenuation amount detector 26, a normalized density calculator 27, and an attenuation ratio calculator 28. , A gas identification unit 29.
  • the visualization unit 4 includes a depth image generation unit 41, a density image generation unit 42, a graphic image generation unit 43, and an image synthesis unit 44.
  • the frequency difference detector 21 obtains a frequency difference ⁇ f0 between the transmission signal and the reception signal from the interference signal between the transmission signal and the reception signal, and outputs the frequency difference ⁇ f0 to the reflection distance calculation unit 24.
  • the ⁇ reflection distance calculation unit 24 calculates the reflection distance d between the antenna 14 and the background reflector 5 from ⁇ f0, and outputs the reflection distance d to the normalized density calculation unit 27 and the depth image generation unit 41, respectively.
  • the detector 22 detects the envelope of the received signal, and outputs the detected envelope to the reference intensity detector 25 and the attenuation detector 26, respectively.
  • the reference intensity detection unit 25 detects the reference intensity R in a frequency range in which the analysis target gas 6 does not absorb the THz wave spectrum, based on the envelope of the received signal.
  • the reference intensity detection unit 25 outputs the reference intensity R to the attenuation ratio calculation unit 28.
  • the attenuation detecting unit 26 detects a depression of the envelope at a specific frequency at which the analysis target gas 6 absorbs the spectrum based on the envelope of the received signal, and detects the attenuation S from the depression.
  • the attenuation amount detection unit 26 outputs the attenuation amount S to the attenuation ratio calculation unit 28.
  • the attenuation detector 26 outputs the timing of the depression to the frequency detector 23.
  • the frequency detector 23 detects the frequency f1 of the reception signal at which the depression occurs, and outputs the frequency f1 to the gas identification unit 29.
  • the gas identification unit 29 identifies the type of gas whose absorption spectrum has a frequency of f1 and outputs the gas type to the graphic image generation unit 43.
  • the attenuation ratio calculation unit 28 calculates the attenuation ratio R / S from the reference intensity R and the attenuation amount S, and outputs the calculated attenuation ratio R / S to the normalized density calculation unit 27.
  • the normalized density calculation unit 27 calculates a normalized density R / S / d by dividing the attenuation ratio R / S by the reflection distance d.
  • the normalized density calculator 27 outputs the normalized density R / S / d to the density image generator 42.
  • the rear camera 144 includes an imaging unit 1441 and a camera control unit 1442.
  • the imaging unit 1441 includes, for example, an imaging device such as a CMOS sensor or an imaging lens.
  • the imaging unit 1441 captures a visible light or infrared light image of a two-dimensional area irradiated with the THz wave.
  • the camera control unit 1442 converts a signal from the imaging unit 1441 into an RGB signal. Note that a part of the imaging region may correspond to the irradiation region of the THz wave signal.
  • the front camera 143 includes an imaging unit 1431 and a camera control unit 1432, like the rear camera 144. An embodiment using the front camera 143 will be described in a third embodiment.
  • the depth image generation unit 41 receives the reflection distance d as input, and generates a two-dimensional image by converting the reflection distance d into a single-color brightness in synchronization with the irradiation scan synchronization of the THz wave.
  • the density image generation unit 42 receives the normalized density R / S / d as input and converts the normalized density R / S / d to a single color brightness in synchronization with the irradiation scan synchronization of the THz wave, or a predetermined color. To generate a two-dimensional image.
  • the graphic image generation unit 43 obtains text data as gas type information, and further converts the text data into graphic image data to obtain a graphic image.
  • the image combining unit 44 receives the depth image, the density image, the graphic image, and the camera image as input, combines the images, and outputs the combined image to the display 141.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for analyzing gas and odor. It mainly relates to the THz wave transceiver 1 and the analyzer 2 in FIG.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining a THz wave transmission signal 201 and a reception signal 202.
  • the transmission wave 15a and the reflected terahertz wave 15b are in a relationship inside and outside the antenna 14, respectively.
  • FIG. 4A shows a transmission signal 201 and a reception signal 202 with respect to three axes of time, signal strength, and frequency.
  • the transmission signal 201 indicated by the broken line performs a sweep operation of gradually changing the frequency in the THz wave region while keeping the signal intensity constant at the unit time Tm.
  • the frequency range of the sweep is B.
  • the transmission signal 201 performs the next sweep operation, but the irradiation location differs according to the above-described irradiation scan.
  • the reception signal 202 shown by the solid line is slightly behind the transmission signal 201. This is due to reciprocating the reflection distance d. Due to this delay, when observed at the same time, the transmission signal 201 and the reception signal 202 have a frequency difference ⁇ f0. Also, the signal strength of the received signal 202 drops at a specific frequency f1. This is because the analysis target gas 6 performs spectrum absorption at the frequency f1.
  • FIG. 4B is a diagram showing the signal strength of the received signal 202. As described in FIG. 4B, there is a depression at the frequency f1.
  • the reference intensity R is the signal intensity in the case where there is no absorption by gas, and can be obtained as an average by sampling a plurality of points on the flat portion avoiding the depression.
  • the signal strength S of the depression is the signal strength attenuated by the absorption by the gas, and represents the degree of absorption by the gas. The higher the gas concentration, the greater the attenuation and the smaller S.
  • the decay rate due to gas absorption is R / S.
  • the reflection distance calculation unit 24 calculates the reflection distance d by the following equation (1).
  • the normalized concentration calculating unit 27 calculates a normalized gas concentration (also referred to as a normalized concentration) by the following equation (2).
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of the THz wave detection device 100.
  • the THz wave detection device 100 When the THz wave detection device 100 is started, initialization is performed (S10).
  • the THz wave detection device 100 performs an imaging process (S11) by the rear camera 144 and a measurement by the THz wave transmitter / receiver 1, that is, a THz wave irradiation toward an analysis target (in the present embodiment, an integrated region of a gas to be analyzed).
  • a series of processes of control (S12), THz wave irradiation (S13), and reflected terahertz wave reception (S14) are executed in parallel.
  • S12 to S14 are a THz wave control process S1, in which control for irradiating the target region with the THz wave is performed in S12.
  • step S13 an instruction is issued to irradiate a THz wave, and in step S14, a detection signal of a received signal that is a reflected terahertz wave is obtained.
  • the frequency difference detector 21 After receiving the reflected terahertz wave (S14), the frequency difference detector 21 performs a frequency difference detection process (S15), the reference intensity detection unit 25 performs a reference intensity detection process (S16), and the attenuation amount detection unit 26 performs an attenuation intensity detection process (S17). , And the frequency detection process by the frequency detector 23 (S18). S15 to S25 constitute the analysis process S2.
  • a calculation process of the reflection distance d is performed by the reflection distance calculation unit 24 (S19), and the reflection distance d is recorded in the RAM 104 or the storage 110 (S23). Then, the reflection distance calculation unit 24 outputs the reflection distance d to the depth image generation unit 41, and the depth image generation unit 41 generates a depth image 51 (see FIG. 6) (S26).
  • the frequency detector 23 detects the depressed (attenuated) frequency f1 (S18), and based on the frequency f1, the gas identification unit 29 specifies the type of gas, that is, the gas component. Is identified (S22) and recorded in the RAM 104 or the storage 110 (S25). Then, the gas identification unit 29 outputs the component identification result as text data to the graphic image generation unit 43, and the graphic image generation unit 43 generates the graphic image 53 (see FIG. 6) (S28).
  • the rear camera 144 captures a background image (S11) and acquires a camera image (S29).
  • the image combining unit 44 acquires the depth image 51, the density image 52, the graphic image 53, and the camera image 54, combines these four images (S30), and displays them on the display 141 (S31).
  • the CPU 101 determines whether it is necessary to repeat, for example, whether the scanning is completed or whether the application is to be continued (S32), and when it is determined that the repetition is necessary (S32 / Yes), S11 and S12. Return to If it is determined that repetition is unnecessary (S32 / No), the process ends.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a gas visualization method.
  • the depth image 51 is formed into a two-dimensional image by, for example, converting the reflection distance d into monochromatic brightness in synchronization with the irradiation scan synchronization of the THz wave.
  • the THz wave has a longer wavelength than visible light, and is inferior in definition to a camera image captured with visible light.
  • the depth image 51 is a visualization of the reflection distance d to the background reflection object, so that the background covered with aerosol or the like can be observed. Therefore, it is useful to recognize an obstacle or an emergency exit in evacuation in combination with the camera image 54.
  • the relationship between the range in which the THz wave is two-dimensionally scanned and the angle of view of the camera image is detected and stored in advance for the corresponding range.
  • the gas density image 52 is similarly converted into a two-dimensional image by converting the normalized density R / S / d to a single color brightness or color mapping in synchronization with the irradiation scanning of the THz wave. It is.
  • the danger of gas can be visualized in terms of concentration and distance.
  • the graphic image 53 is obtained by converting text data of gas type information into graphic image data.
  • it is also useful as an auxiliary image for visualization, such as a warning message according to the degree of danger or a time-dependent change in gas.
  • the camera image 54 is a camera image captured by the rear camera 144. Since this is an image obtained by imaging the visible light reflected by the background reflector 5, it is referred to as a background image.
  • the combined / display image 55 is an image obtained by combining the depth image 51, the density image 52, the graphic image 53, and the camera image 54, and is a display image.
  • the four images form four layer images of the composite image, and a composite image that can be easily viewed can be obtained by alpha blending as a composite method.
  • the depth image 51 and the camera image 54 can be used complementarily.
  • the camera image 54 is unstable under an environment such as an aerosol, it is also possible to combine the depth image 51 mainly by displaying the depth image 51 or replacing a part of the camera image 54 with the depth image 51. Further, a characteristic portion such as an exit door of the camera image 54 or an obstacle on the evacuation route may be recognized and displayed from the camera image 54 and the depth image 51.
  • the image combining unit 44 acquires the depth image 51, the density image 52, the graphic image 53, and the camera image 54. Then, the camera image 54 and the depth image 51 are compared to obtain the subject distance of the camera image 54. Next, the image synthesizing unit 44 compares the density image 52 and the depth image 51 and determines whether the gas 520 displayed in the density image 52 is in front of or behind the subject in the camera image 54. In the synthesized / displayed image 55 of FIG. 6, when the distance from the THz wave detection device 100 to the chair in the depth image 51 is compared with the distance from the THz wave detection device 100 to the gas 520, the distance from the THz wave detection device 100 to the gas 520 is small. Is short, the gas 520 is drawn so as to be superimposed on the chair captured in the depth image 51 so that the gas 520 can be seen toward the user.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of the image synthesizing process.
  • the density image 521 and the camera image 541 are the same image.
  • the depth images 511 and 512 are different. In the depth image 511, the table is located farther from the gas, and in the depth image 512, the table is located closer to the gas.
  • the image synthesizing unit 44 generates the synthesized / display image 551 in which the gas is drawn in front of the table in FIG. 7A.
  • the image synthesizing unit 44 generates a synthesized / display image 552 in which gas is drawn on the back of the table.
  • the gas concentration image 52 is displayed so as to be superimposed on the background image formed by the depth image 51 or the camera image 54, and the position of the gas with respect to the background image is determined. It can be visualized whether there is.
  • a high-resolution background image can be obtained.
  • the background can be confirmed in the depth image 51, and the background image can be obtained in various environments.
  • the present embodiment can be used not only for gas analysis, but also for analysis in a place where a bad smell is generated such as a kitchen.
  • the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the second embodiment is an example in which the THz wave transceiver 1 is mounted on the wearable terminal 300 to configure the THz wave detection device 100a.
  • the THz wave transceiver 1 may be integrated with the wearable terminal 300.
  • the user of the THz wave detection device 100a can use the THz wave detection device 100a with the THz wave detection device 100a attached to the body, and can have both hands free.
  • FIG. 8 is an external view of the THz wave detection device 100a according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the THz wave detection device 100a is configured by mounting a THz wave transceiver 1a and a camera 3 on a wearable terminal 300.
  • the wearable terminal 300 includes a top holder 303 and a side holder 304, a glasses-type optical unit 302 provided on the front of the side holder 304, and a screen 305 provided on the front of the glasses-type optical unit 302. , An image projector 301 provided on the top holder 303.
  • the THz wave transceiver 1a and the camera 3 are attached to the top of the top holder 303, for example.
  • the THz wave detection device 100a further includes a THz wave transmitter / receiver 1a, a camera 3, an image projector 301, a glasses-type optical unit 302, and a controller 7b electrically or communicatively connected to a screen 305.
  • the controller 7 is obtained by omitting the functions of the camera 3 and the display from the smartphone 10.
  • the screen 305, the image projector 301, and the glasses-type optical unit 302 correspond to the display 141.
  • the top holder 303 and the temporal holder 304 are used to mount the camera 3, the THz wave transceiver 1a, and the display on the head of the user of the THz wave detection device 100a.
  • the image projector 301 projects the composite / display image 55 on the screen 305.
  • the depth image 51 can be a 3D display that gives a perspective depending on the reflection distance d.
  • the combined / displayed image 55 is composed of a left-eye visual image and a right-eye visual image.
  • An electronic shutter 102a (see FIG. 9) is incorporated in the glasses-type optical unit 302, and when projecting a left-eye visual image, the glasses-type optical unit 302 blocks the left eye side in a transparent state and the right eye side shuts off with an electronic shutter. Control the state.
  • the glasses-type optical unit 302 controls the right eye side to be in a transmission state and the left eye side to be in a cutoff state by an electronic shutter.
  • the screen 305 may be a transflective screen.
  • the camera image 54 is not included in the composite / display image 55.
  • a background image seen through the translucent screen 305 and a composite / display image 55 composed of at least one of a depth image 51, a density image 52, and a graphic image 53 projected on the translucent screen 305 by the image projector 301. Make them visible together.
  • the camera image 54 is used for positioning or the like when obtaining the composite / display image 55. The user can safely use the THz wave detection device 100a while viewing the real image of the background through the translucent screen 305.
  • FIG. 9 is a functional configuration diagram of the controller 7.
  • the controller 7 includes a CPU 71, a RAM 72, a FROM 73, an SDI / F 74a, an SD memory 74b, a communication I / F 75, a graphic processor 76, a display 45a with a touch panel, a USB (R) I / F 77, and an optical system control unit 78.
  • the THz wave transceiver 1a and the camera 3 are connected to the USB (R) I / F 77.
  • the optical system control unit 78 is connected to the electronic shutter 102a and controls opening and closing of the electronic shutter 102a.
  • the THz wave transceiver 1a includes a USB I / F 14.
  • the controller loads the program stored in the FROM 73 into the RAM 72 and executes the program in the CPU 71.
  • the FROM 73 includes, as programs related to gas and odor analysis and visualization, a THz wave control process unit 731, a camera control process unit 732, an analysis process unit 733, a visualization process unit 734, a gas visualization application unit (abbreviation of application) 735.
  • the THz wave control processing unit 731 is related to the operation of the transmission control unit 13 of the THz wave transceiver 1 in FIG.
  • the camera control process unit 732 is related to the operation of the camera control unit 1432 or 1442 in the front camera 143 or the rear camera 144 in FIG.
  • the analysis process unit 733 relates to the operation of the analysis unit 2 in FIG.
  • the visualization processing unit 734 and the gas visualization application unit 735 correspond to the visualization unit 4 in FIG.
  • the gas visualization application unit 735 manages the user interface, calls the THz wave control process unit 731, the camera control process unit 732, the analysis process unit 733, and the visualization process unit 734, and performs analysis and visualization of gas and odor. .
  • the SD memory 74b stores application data and the like, and sends and receives data to and from the CPU 71 via the SDI / F 74a.
  • the communication I / F 75 is a communication interface such as 3G or 4G mobile communication or a wireless LAN, and is connected to a server (not shown) or the like via the Internet.
  • the controller 7 may cause the server to execute a part of the program to be executed, thereby reducing its own processing load.
  • the graphic processor 76 generates an image to be displayed on the display screen of the display with touch panel 45a from application data generated by the program. Also, camera image data obtained by the camera 3 is captured and displayed.
  • the display with touch panel 45a has a touch panel as a user input operation unit in addition to the display screen.
  • the USB I / F 77 is a serial bus interface, and connects the controller 7 with each of the THz wave transceiver 1a and the camera 3.
  • the THz wave transceiver 1a is obtained by adding the USB I / F 14 to the THz wave transceiver 1 according to the first embodiment. Data is transmitted and received between the USB I / F 14 and the USB IF 77 of the controller 7. At this time, the received envelope of the THz wave may not be transmitted and received, and for example, the detected envelope may be converted into digital data and transmitted and received.
  • FIG. 10 is a diagram showing an application example of the THz wave detection device 100a according to the second embodiment.
  • the THz wave detection device 100b shown in FIG. 10 is different in that the THz wave transmitter / receiver 1 and the camera 3 are integrally formed such as being built in or closely attached to the THz wave detection device 100a.
  • the THz wave detection device 100b is the opening 31a of the camera 3 and the antenna 14a of the THz wave transceiver 1.
  • the THz wave detection device 100b also includes a controller 7a.
  • the THz wave detection device 100b transmits and receives the communication signal 75a, and is communicatively connected to the server device 92 via the Internet 91 via the communication base station 90.
  • the server device 92 executes a part of the program to be executed by the controller 7 on the server device 92, and can reduce the processing load on the controller 7a. For example, the frequency f1 of the absorption spectrum may be notified to the server device 92, a gas type corresponding to the frequency f1 may be identified using a database in the server device 92, and the result may be returned to the controller 7a.
  • the depth image 51 and the camera image 54 may be transmitted to the server device 92, and the server device 92 may recognize a characteristic portion of the background image.
  • the server device 92 identifies the degree of danger, notifies the police and fire department, and presents the controller 7a with a specific evacuation instruction. You may.
  • a gas and odor visualization device can be realized by using general-purpose information equipment.
  • the third embodiment will be described with reference to FIGS. 11A, 11B, and 12.
  • the third embodiment is particularly characterized by a function of measuring a distance to a gas.
  • FIG. 11A is a diagram showing the relationship between the distance between the THz wave detection device 100b and the gas 6 to be analyzed.
  • the telescopic device 80 shown in FIG. 11A includes a handle 83, a telescopic rod 82 attached to one end of the telescopic rod 82, and a support base 81 attached to the distal end of the telescopic rod 82 (the side opposite to the handle 83).
  • the THz wave detection device 100b is fixed to the support 81.
  • the user grasps the handle 83, adjusts the length of the telescopic rod 82, measures the analysis target gas 6 with the THz wave detection device 100b attached to the support 81, and visualizes it.
  • the distance between the THz wave detection device 100b and the analysis target gas 6 can be varied depending on the length of the telescopic rod 82.
  • whether the telescopic rod 82 is expanded or contracted is also captured together with the measurement data.
  • FIG. 11B is a diagram showing a relationship between the distance between the THz wave detection device 100b and the analysis target gas 6.
  • the telescopic rod 82 At the position P1 of the THz wave detection device 100b, the telescopic rod 82 is in a contracted state, and the angle facing the analysis target gas 6 is ⁇ 1. On the other hand, at the position P2 of the THz wave detection device 100b, the telescopic rod 82 is in an extended state, the distance to the analysis target gas 6 is reduced by the analysis distance difference l (ell), and the angle facing the analysis target gas 6 is ⁇ 2. It is. At this time, the distance Lg to the analysis target gas 6 is given by Expression (3).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing flow of the THz wave detection device 100b according to the third embodiment, particularly, the gas visualization application unit 735.
  • the user extends the telescopic rod 82 to change the measurement distance (S35), and again executes the THz wave control process (S1) and the analysis process S2.
  • the visualization processing unit 734 generates a second density image of the analysis target gas 6 (S36).
  • the analysis process unit 733 calculates the above formula (3) and obtains the distance Lg to the gas (S37).
  • the analysis process unit 733 recalculates the normalized concentration R / S / Lg (S38).
  • the analysis processing unit 733 records the density of the normalized density R / S / Lg (S24), and obtains a third density image (S39).
  • S34 to S38 constitute a first extended process S4 of the analysis process S2.
  • the visualization processing unit 734 generates the depth image 51 (S26), generates the graphic image 53 (S28), and generates the camera image 54 (S29), in addition to the third density image (S39). Then, an image combining process (S30) is performed using the third density image and at least one of the depth image 51, the graphic image 53, and the camera image 54, and a combined / displayed image 55 is displayed (S31). If the repetition condition is satisfied (S32 / Yes), a series of processing is repeated, and if the repetition condition is not satisfied (S32 / No), the process ends.
  • the distance Lg to the analysis target gas is used instead of the reflection distance d to the background reflector.
  • the degree of risk represented by the normalized gas concentration becomes more accurate.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating a characteristic amount representing a temporal change in the distribution of the concentration of the analysis target gas 6.
  • FIG. 13A shows the distribution of the two-dimensional region of the gas 6 to be analyzed, with X + and X-axis, Y + and Y-axis, V + and V-axis, and U + The density distribution is evaluated in four directions on the U-axis.
  • FIG. 13B shows an example of a concentration distribution diagram.
  • the density distribution diagram in FIG. 13B is an example of the X + and X ⁇ axes. With the point of the density peak value D0 as a point 0, the density analysis values are D1, D2,. It is a distribution map following D-2, ....
  • S ** in FIG. 13B (** represents an axial direction such as X + or X ⁇ ) is a value for evaluating the degree of spread of the concentration distribution diagram of FIG. 13A, and is obtained by equation (4). The spread is evaluated for each of X + and X ⁇ .
  • FIG. 13B shows the current time t1 of the coordinate value having the density peak value, the peak density value, and the spread evaluation values S X ⁇ , S X + , S Y ⁇ , S Y + , S U ⁇ , S U + , S V ⁇ , and S V +.
  • FIG. 14 shows a composite / display image 553 displayed in the present embodiment.
  • a graphic image that makes it easier to see the spread of the distribution is superimposed on the combined / displayed image 55 (see FIG. 6) of the first embodiment.
  • the composite / display image 553 is a graphic image on which G10, G11, G12, and G13 are superimposed, G10 is the change (R, ⁇ ) in the density peak coordinate, and G11 and G12 are the times of S X ⁇ to SV + .
  • the change evaluation value that has a large change selected from the change evaluation values is indicated by an arrow having a size corresponding to the evaluation value.
  • the evacuation direction is advised by G13 by using the time change of the gas spread to predict a dangerous area.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing flow of the gas visualization application unit 735 according to the fourth embodiment.
  • the gas visualization application unit 735 starts up, performs initial settings (S10), and subsequently executes the THz wave control process S1 and the analysis process S2.
  • the gas visualization application unit 735 reads out the recorded concentration data (S40), and detects a position where the concentration has a peak value (S41). When there are a plurality of gases to be analyzed, the gas visualization application unit 735 performs the analysis on each of the plurality of gases.
  • the gas visualization application unit 735 calculates an evaluation parameter such as the spread of the distribution (S42) and records it (S43).
  • the gas visualization application unit 735 reads out an evaluation parameter such as the spread of the distribution at the previous time (S44), and calculates a time change of the parameter (S45). The gas visualization application unit 735 selects a significant change in the evaluation parameter over time (S46).
  • the gas visualization application unit 735 detects an exit of the evacuation route and an obstacle from the background image (S47), and determines a recommended evacuation direction (S48). S40 to S49 constitute a second extended analysis process S5 of the analysis process S2.
  • the gas visualization application unit 735 sends significant evaluation parameters and evacuation directions to the display process S3 (S49).
  • the gas visualization application unit 735 generates the combined / displayed image 553 shown in FIG. 14 and displays it on the display 141 (S3). Further, continuation is determined in S32, and the process ends.
  • the evaluation value corresponding to the time change of the gas concentration distribution is calculated, the time change of the dangerous area is predicted, and an instruction such as an effective evacuation route is transmitted to the composite image. It can be presented within.
  • FIG. 16A is a front view of a THz wave detection device 100c according to the fifth embodiment.
  • FIG. 16B is a side sectional view of the THz wave detection device 100c according to the fifth embodiment.
  • the THz wave detection device 100c is housed in the housing cover 410 so as to cover the controller 7, and has the THz wave transceiver 1a mounted thereon.
  • the THz wave detection device 100c analyzes the smell of the user while photographing the user himself with the front camera 143. For example, it detects a component of a fragrance contained in a softening agent for washing, and assists in being careful not to disturb others.
  • the THz wave detection device 100c includes a display 45a with a touch panel. A person is shown on the display 45a with the touch panel, and the mark G14 is superimposed on the person. The shape of the mark G14 corresponds to the cause of the odor registered in advance, and its strength is indicated by the number of horizontal bars G15 at the top of the screen.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a processing flow of the gas visualization application unit 735 in the fifth embodiment. After startup, the gas visualization application unit 735 performs initialization (S10), and subsequently executes the THz wave control process S1 and the analysis process S2.
  • the gas visualization application unit 735 recognizes a person area from the camera image received from S29 (S50), and generates a density image of the person area (S27).
  • the gas visualization application unit 735 creates a graphic image using the density image (S28), and creates the mark G14 and the like described in FIG. 16A (S29).
  • the gas visualization application unit 735 performs an image combining process to create a combined / displayed image 554 (S30), and displays the combined / displayed image 554 on the display with touch panel 45a (S31). Further, continuation is determined in S32, and the process ends.
  • the fifth embodiment it is possible to easily analyze a photographer's own smell or the like by utilizing a camera unit for self-photographing such as a smartphone.
  • the present invention is not limited to the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 17, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with another embodiment. Further, it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. These are all included in the category of the present invention, and the numerical values, messages, and the like appearing in the text and figures are merely examples, and the use of different ones does not impair the effects of the present invention.
  • the functions and the like of the present invention may be partially or wholly implemented by hardware, for example, by designing an integrated circuit.
  • the operation program may be interpreted and executed by a microprocessor unit, a CPU, or the like, so that the program may be implemented by software.
  • the range of software implementation is not limited, and hardware and software may be used together.
  • the object to be detected is the analysis target gas 6 and the background reflection object is a scene in the real space where the analysis target gas 6 floats, for example, a structure such as a vehicle or a living room.
  • the device 100 may be used as an inspection device at the time of product shipment.
  • the product may be a background reflection object
  • the object to be detected may be a foreign substance in the product.
  • a foreign substance mixed in food may be detected.
  • it may be used as an inspection for mixing foreign matter into a non-food such as a tire.
  • the present invention may be used as a pharmaceutical shipping inspection device, and may be used for coating inspection of multi-layer coated chemicals. Further, it may be used for specifying the contents of a plastic bottle at a baggage inspection place such as an airport or for checking the contents without unlocking a suitcase.
  • THz wave transmitter / receiver 2 Analysis unit 3: Camera 4: Visualization unit 5: Background reflector 6: Analysis target gas 7: Controller 10: Smartphone 11: Transmitter 12: Receiver 13: Transmission control unit 14: Antenna 15a : Transmission wave 15b: Reflected terahertz wave 45a: Display with touch panel

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Abstract

テラヘルツ波を発信する発信器、及び分析対象物の背後に存在する背景反射物で反射された反射テラヘルツ波を受信する受信器を含むテラヘルツ波送受信器と、ディスプレイと、情報処理装置と、を備え、発信器は、分析対象物を含む２次元領域に、特定の周波数を含む送信信号に基づくテラヘルツ波を照射し、情報処理装置は、反射テラヘルツ波に基づいて分析対象物の濃度を解析し、背景反射物の画像に分析対象物の濃度画像を合成した合成画像を生成し、ディスプレイに表示する。

Description

テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波検出方法、及びテラヘルツ波検出システム
　本発明は、テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波検出方法、及びテラヘルツ波検出システムに関する。
　種々のＶＣＯガス等がテラヘルツ波（０．１ＴＨｚ～１０ＴＨｚ、以下「ＴＨｚ波」と記載する）の領域で、特徴的な周波数の吸収スペクトルを示すことが知られている。また、ＴＨｚ波は、赤外光よりも波長が長く、エアロゾルの影響を受けにくいことが知られている。そこで、非特許文献１は、ＴＨｚ波の性質を用いて、ＴＨｚ波をＶＣＯガスの分析に応用するという研究について開示している。
ギャップレスＴＨｚコム分光法（レーザー研究第４２巻第９号　１～６ページ、２０１４年９月）
　非特許文献１は、スペクトル間ギャップの無いテラヘルツ波を発生させることに言及しているが、ＴＨｚ波で分析を行った結果の表示については提示していない。テラヘルツ波は、光に比べて波長が長く、テラヘルツ波の受信波を画像化すると可視光画像ほどの解像度は得られないので、ＴＨｚ波を用いた分析結果を画像として提示するためには更なる工夫の余地がある。
　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、テラヘルツ波を用いた分析結果を見やすくする表示技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、テラヘルツ波を発信する発信器、及び分析対象物の背後に存在する背景反射物で反射された反射テラヘルツ波を受信する受信器を含むテラヘルツ波送受信器と、ディスプレイと、前記テラヘルツ波送受信器、及び前記ディスプレイの其々に接続された情報処理装置と、を備え、前記発信器は、前記分析対象物を含む２次元領域に、特定の周波数を含む送信信号に基づくテラヘルツ波を照射し、前記情報処理装置は、前記反射テラヘルツ波に基づいて、前記分析対象物の濃度を解析する解析部と、前記解析部の解析結果に基づいて、前記背景反射物が撮像された背景画像に前記分析対象物の濃度画像を合成した合成画像を生成し、前記ディスプレイに表示する可視化部と、を含む、ことを特徴とする。
　本発明によれば、テラヘルツ波を用いた分析結果を見やすくする表示技術を提供することができる。なお上記した以外の目的、構成、効果については下記実施形態にて明らかにする。
第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の正面図 第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の側方断面図 第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置のハードウェア構成図 第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の機能ブロック図 ＴＨｚ波の送信信号と受信信号を説明する図 受信信号の信号強度を示した図 ＴＨｚ波検出装置の動作フローを示すフローチャート ガスの可視化方法を説明する図 画像合成処理の一例を示す図 画像合成処理の一例を示す図 第二実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の外観図 コントローラの機能構成図 第二実施形態によるＴＨｚ波検出装置の応用例を示す図 ＴＨｚ波検出装置と分析対象ガスとの距離の関係を示す図 ＴＨｚ波検出装置と分析対象ガスとの距離の関係を示す図 第三実施形態に係るＴＨｚ波検出装置、特にガス可視化アプリ部の処理フローを示すフローチャート 分析対象ガスの濃度の分布の時間変化を表す特徴量を説明する図 濃度分布図の一例を示す図 合成画像を示す図 第四実施形態に係るガス可視化アプリ部の処理フローを示すフローチャート 第五実施形態によるＴＨｚ波検出装置の正面図 第五実施形態によるＴＨｚ波検出装置の側方断面図 第五実施形態におけるガス可視化アプリ部の処理フローを示すフローチャート
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の説明において、同一の構成、処理ステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。
［第一実施形態］
　第一実施形態は、ＴＨｚ波検出装置１００がガスの可視化装置に適用された例について説明する。図１Ａは、第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の正面図である。図１Ｂは、第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置の側方断面図である。図２は、第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置のハードウェア構成図である。
　図１Ａに示すＴＨｚ波検出装置１００は、情報処理装置としてのスマートフォン１０にＴＨｚ波送受信器１を外付けして構成される。情報処理装置は、他の携帯情報端末、例えばタブレット端末でもよい。またＴＨｚ波検出装置１００は、コンピュータにＴＨｚ波送受信器１を接続して構成してもよい。
　図１Ｂに示すように、スマートフォン１０は、拡張Ｉ／Ｆ１２５を備え、拡張インターフェイス１２５にＴＨｚ波送受信器１を接続する。
　スマートフォン１０は、前面にディスプレイ１４１、及び前面カメラ１４３を備える。更にスマートフォン１０は、背面に背面カメラ１４４を備える。またスマートフォン１０は、筐体内部にプロセッサ１０７を収容する。
　図２は、スマートフォン１０の内部構成の一例を示すブロック図である。図２において、スマートフォン１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１０１、システムバス１０２、ＲＯＭ(Read Only Memory)１０３、ＲＡＭ(Random Access Memory)１０４、ストレージ１１０、通信処理器１２０、拡張インターフェイス１２５、操作器１３０、ビデオプロセッサ１４０、オーディオプロセッサ１５０、センサ１６０で構成される。
　ＣＰＵ１０１は、スマートフォン１０全体を制御するマイクロプロセッサユニットである。システムバス１０２はＣＰＵ１０１とスマートフォン１０内の各動作ブロックとの間でデータ送受信を行うためのデータ通信路である。
　ＲＯＭ１０３は、オペレーティングシステムなどの基本動作プログラムやその他の動作プログラムが格納されたメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)やフラッシュＲＯＭのような書き換え可能なＲＯＭが用いられる。ＲＡＭ１０４は基本動作プログラムやその他の動作プログラム実行時のワークエリアとなる。ＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０４はＣＰＵ１０１と一体構成であっても良い。また、ＲＯＭ１０３は、図２に示したような独立構成とはせず、ストレージ１１０内の一部記憶領域を使用するようにしても良い。上記プロセッサ１０７は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、ストレージ１１０がシステムバス１０２で接続されて構成される。
　ストレージ１１０は、スマートフォン１０の動作プログラムや動作設定値、スマートフォン１０で撮影した画像、スマートフォン１０のユーザの情報等を記憶する。
　ストレージ１１０の一部領域を以ってＲＯＭ１０３の機能の全部又は一部を代替しても良い。また、ストレージ１１０は、スマートフォン１０に外部から電源が供給されていない状態であっても記憶している情報を保持する必要がある。従って、例えば、フラッシュＲＯＭやＳＳＤ(Solid State Drive)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等のデバイスが用いられる。
　なお、ＲＯＭ１０３やストレージ１１０に記憶された前記各動作プログラムは、広域公衆ネットワーク上の各サーバ装置(図示せず)からのダウンロード処理により更新及び機能拡張することが可能であるものとする。
　通信処理器１２０は、ＬＡＮ(Local Area Network)通信器１２１、電話網通信器１２２、ＮＦＣ(Near Field Communication)通信器１２３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)通信器１２４を含んで構成される。ＬＡＮ通信器１２１はＷｉ－Ｆｉ(登録商標)等による無線接続によりアクセスポイント（ＡＰ）装置(図示せず)を介して広域公衆ネットワークに接続され、広域公衆ネットワーク上の各サーバ装置とデータの送受信を行う。電話網通信器１２２は移動体電話通信網の基地局(図示せず)との無線通信により、電話通信（通話）及びデータの送受信を行う。ＮＦＣ通信器１２３は対応するリーダ／ライタとの近接時に無線通信を行う。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信器１２４は対応する端末と無線通信によりデータの送受信を行う。ＬＡＮ通信器１２１、電話網通信器１２２、ＮＦＣ通信器１２３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信器１２４は、それぞれ符号回路や復号回路、アンテナ等を備えるものとする。また、通信処理器１２０が、赤外線通信や、その他の通信器を更に備えていても良い。
　拡張インターフェイス１２５は、スマートフォン１０の機能を拡張するためのインターフェイス群であり、本実施形態では、映像／音声インターフェイス、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)インターフェイス、メモリインタフェース等で構成されるものとする。映像／音声インターフェイスは、外部映像／音声出力機器からの映像信号／音声信号の入力、外部映像／音声入力機器への映像信号／音声信号の出力、等を行う。ＵＳＢインターフェイスは、ＰＣ(Personal Computer)等と接続してデータの送受信を行う。また、キーボードやその他のＵＳＢ機器の接続を行っても良い。メモリインタフェースはメモリカードやその他のメモリ媒体を接続してデータの送受信を行う。
　操作器１３０は、スマートフォン１０に対する操作指示の入力を行う指示入力装置であり、本実施形態では、ディスプレイ１４１に重ねて配置したタッチパネル及びボタンスイッチを並べた操作キーで構成されるものとする。なお、そのいずれか一方のみであっても良いし、拡張インターフェイス１２５に接続したキーボード等を用いてスマートフォン１０の操作を行っても良い。また、有線通信又は無線通信により接続された別体の携帯端末機器を用いてスマートフォン１０の操作を行っても良い。また、前記タッチパネル機能はディスプレイ１４１が備え持っているものであっても良い。
　ビデオプロセッサ１４０は、ディスプレイ１４１、画像信号プロセッサ１４２、前面カメラ１４３、背面カメラ１４４で構成される。前面カメラ１４３は、ディスプレイ１４１と同じ面(前面)に配置されたカメラであり、例えば前面カメラ１４３で撮影した自分の顔をディスプレイ１４１で確認して撮影する、所謂自撮りに使用される。背面カメラ１４４は、ディスプレイ１４１の反対側（背面）に配置されたカメラである。
　ディスプレイ１４１は、例えば液晶パネル等の表示デバイスであり、画像信号プロセッサ１４２で処理した画像データを表示しスマートフォン１０のユーザに提供する。画像信号プロセッサ１４２は図示を省略したビデオＲＡＭを備え、ビデオＲＡＭに入力された画像データに基づいてディスプレイ１４１が駆動される。また、画像信号プロセッサ１４２は、必要に応じてフォーマット変換、メニューやその他のＯＳＤ（On-Screen Display）信号の重畳処理等を行う機能を有するものとする。前面カメラ１４３及び背面カメラ１４４は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の電子デバイスを用いてレンズから入力した光を電気信号に変換することにより、周囲や対象物の画像データを入力する撮像装置として機能するカメラユニットである。
　オーディオプロセッサ１５０は、スピーカ１５１、音声信号プロセッサ１５２、マイク１５３を含んで構成される。スピーカ１５１は、音声信号プロセッサ１５２で処理した音声信号をスマートフォン１０のユーザに提供する。マイク１５３は、ユーザの声などを音声データに変換して入力する。
　センサ１６０は、スマートフォン１０の状態を検出するためのセンサ群であり、本実施形態では、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信器１６１、ジャイロセンサ１６２、地磁気センサ１６３、加速度センサ１６４、照度センサ１６５、人感センサ１６６を含んで構成される。これらのセンサ群により、スマートフォン１０の位置、傾き、方角、動き、及び周囲の明るさ等を検出することが可能となる。また、スマートフォン１０が、気圧センサ等、圧力センサ他のセンサを更に備えていても良い。なお、位置情報の取得は、ＧＰＳ受信器１６１により取得するが、ＧＰＳ電波が入りにくい場所等で取得できない場合は、ＬＡＮ通信器１２１によりＷｉ－ＦｉのＡＰ装置での位置情報から取得してもよいし、電話網通信器１２２により基地局情報から取得してもよい。
　なお、図２に示したスマートフォン１０の構成例は、通信処理器１２０等、本実施形態に必須ではない構成も多数含んでいるが、これらが備えられていない構成であっても本実施形態の効果を損なうことはない。また、デジタル放送受信器能や電子マネー決済機能等、図示していない構成が更に加えられていても良い。
　図３は、第一実施形態に係るＴＨｚ波検出装置１００の機能ブロック図である。ＴＨｚ波検出装置１００は、ＴＨｚ波送受信器１及び背面カメラ１４４がプロセッサ１０７の入力段に接続され、プロセッサ１０７の出力段にディスプレイ１４１が接続されて構成される。
　プロセッサ１０７は、主に解析部２及び可視化部４を含む。解析部２及び可視化部４は、プロセッサ１０７を構成するハードウェアがＴＨｚ波検出装置１００の機能を実現するソフトウェアを実行することにより構成される。
　ＴＨｚ波送受信器は、発信器１１、受信器１２、発信制御部１３、及びアンテナ１４を備える。
　ＴＨｚ波送受信器１は、分析対象ガス６を含む３次元空間に向け、ＴＨｚ波送受信器１に付属するアンテナ１４から送信波１５ａを照射する。分析対象ガス６は、特定の周波数スペクトルを吸収する。そして、分析対象ガス６を通過し背景反射物５で反射した反射テラヘルツ波１５ｂをアンテナ１４で受信する。
　発信制御部１３は、発信器１１を制御し、スペクトルの周波数をスイープさせたＴＨｚ波（送信信号）を発信器１１に出力させるように制御する。発信器１１は、送信信号を送信波１５ａ（ＴＨｚ波）に変換して、アンテナ１４から分析対象ガス６を含む２次元領域に向けて照射する。受信器１２は、アンテナ１４が受信した反射テラヘルツ波１５ｂを取得し、受信信号に変換して解析部２に送る。
　送信波１５ａの２次元領域への照射は、スペクトルの周波数をスイープする期間を一単位として、一単位ごとに水平、あるいは垂直に照射方向を走査させることによって行う。照射方向の走査手段は、ガルバノミラー等を用いた機械的手段であってもよいし、複数のアンテナ素子をアレー状に配置させたフェーズド・アレイ・アンテナを用い、各アンテナ素子に入力するＴＨｚ波信号の位相を異ならせる電気的手段でもよい。走査の同期信号は、可視化部４と共有する。
　解析部２は、周波数差検知器２１、検波器２２、周波数検知器２３、反射距離算出部２４、基準強度検知部２５、減衰量検知部２６、正規化濃度算出部２７、減衰比算出部２８、ガス識別部２９を含む。
　一方、可視化部４は、奥行画像生成部４１、濃度画像生成部４２、グラフィック画像生成部４３、及び画像合成部４４を含む。
　周波数差検知器２１は、送信信号と受信信号との干渉信号から送信信号と受信信号の周波数差Δｆ０を得て、反射距離算出部２４に出力する。
　反射距離算出部２４は、Δｆ０からアンテナ１４と背景反射物５との反射距離ｄを算出し、反射距離ｄを正規化濃度算出部２７及び奥行画像生成部４１の其々に出力する。
　検波器２２は、受信信号の包絡線を検波し、基準強度検知部２５、減衰量検知部２６の其々に出力する。
　基準強度検知部２５は、受信信号の包絡線に基づき、分析対象ガス６がＴＨｚ波のスペクトル吸収を行っていない周波数域で基準強度Ｒを検知する。基準強度検知部２５は、基準強度Ｒを減衰比算出部２８に出力する。
　減衰量検知部２６は、受信信号の包絡線に基づき、分析対象ガス６がスペクトル吸収を行っている特定の周波数での包絡線の窪みを検知し、窪み量から減衰量Ｓを検知する。減衰量検知部２６は、減衰量Ｓを減衰比算出部２８に出力する。
　また減衰量検知部２６は、窪みのタイミングを周波数検知器２３に出力する。周波数検知器２３は、窪みが発生する受信信号の周波数ｆ１を検知し、ガス識別部２９に出力する。
　ガス識別部２９は、吸収スペクトルの周波数がｆ１であるガスの種類を識別し、グラフィック画像生成部４３に出力する。
　減衰比算出部２８は、基準強度Ｒ及び減衰量Ｓから、減衰比Ｒ／Ｓを算出し、正規化濃度算出部２７に出力する。
　正規化濃度算出部２７は、減衰比Ｒ／Ｓを反射距離ｄで除した正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを算出する。正規化濃度算出部２７は、正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを濃度画像生成部４２に出力する。
　背面カメラ１４４は、撮像部１４４１及びカメラ制御部１４４２を含む。撮像部１４４１は、例えばＣＭＯＳセンサ等の撮像デバイスや撮像レンズを含む。撮像部１４４１は、ＴＨｚ波が照射される２次元領域の可視光、あるいは赤外光画像を撮影する。カメラ制御部１４４２は、撮像部１４４１からの信号をＲＧＢ信号に変換する。なお、撮影領域の一部がＴＨｚ波信号の照射領域に相当するようにしても良い。前面カメラ１４３は背面カメラ１４４と同様、撮像部１４３１及びカメラ制御部１４３２を含む。前面カメラ１４３を用いた実施形態は、第三実施形態にて説明する。
　奥行画像生成部４１は、反射距離ｄを入力とし、ＴＨｚ波の照射走査同期に合わせて、反射距離ｄを単色の明暗度に変換するなどして、２次元画像を生成する。
　濃度画像生成部４２は、正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを入力として、ＴＨｚ波の照射走査同期に合わせて、正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを単色の明暗度に変換する、あるいは所定の色にマッピングさせる等して、２次元画像を生成する。
　グラフィック画像生成部４３は、ガスの種別情報としてテキストデータを得、さらにテキストデータをグラフィック画像データに変換してグラフィック画像を得る。
　画像合成部４４は、奥行画像、濃度画像、グラフィック画像、さらにはカメラ画像を入力とし、これらの画像を合成し、ディスプレイ１４１に出力する。
　図４は、ガス及び匂いの分析方法を説明する図である。主に図１のＴＨｚ波送受信器１と解析部２に関連する。
　図４Ａは、ＴＨｚ波の送信信号２０１と受信信号２０２を説明する図であり、前記送信波１５ａ、反射テラヘルツ波１５ｂとは、それぞれアンテナ１４の内と外にある関係である。図４Ａは、時間、信号強度、周波数の３つの軸に対して、送信信号２０１と受信信号２０２とを示している。
　破線で示した送信信号２０１は、単位時間Ｔｍで、信号強度を一定に保ちながら、ＴＨｚ波領域で周波数を徐々に変えるスイープ動作を行っている。スイープの周波数範囲は、Ｂである。一単位のスイープを終えると、送信信号２０１は、次のスイープ動作を行うが、前述した照射の走査に従い、照射場所が異なる。
　実線で示した受信信号２０２は、送信信号２０１に対して、僅かに遅れる。これは、反射距離ｄを往復することによるものである。この遅れにより、同じ時間で観測した場合、送信信号２０１と受信信号２０２には、周波数差Δｆ０が存在する。また、受信信号２０２の信号強度は、特定の周波数ｆ１で窪む。これは分析対象ガス６が周波数ｆ１にてスペクトル吸収を行うためである。
　図４Ｂは、受信信号２０２の信号強度を示した図である。図４Ｂで説明したとおり、周波数ｆ１にて窪みがある。基準強度Ｒは、ガスによる吸収がない場合の信号強度であり、窪み部を避けた平坦部を複数点サンプリングして、その平均として求めることができる。窪み部の信号強度Ｓは、ガスによる吸収により減衰した信号強度であり、ガスによる吸収度合いを表す。ガス濃度が高いほど、減衰が大きくＳは小さくなる。ガス吸収による減衰率はＲ／Ｓである。
　反射距離算出部２４は、下式（１）により反射距離ｄを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　正規化濃度算出部２７は、下式（２）により正規化ガス濃度（正規化濃度とも記す）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図５は、ＴＨｚ波検出装置１００の動作フローを示すフローチャートである。
　ＴＨｚ波検出装置１００が起動すると初期設定を行う（Ｓ１０）。ＴＨｚ波検出装置１００は、背面カメラ１４４による撮像処理（Ｓ１１）と、ＴＨｚ波送受信器１による計測、即ち分析対象（本実施形態では分析対象ガスがある領域一体である）に向けてＴＨｚ波照射制御（Ｓ１２）、ＴＨｚ波照射（Ｓ１３）、及び反射テラヘルツ波受信（Ｓ１４）の一連の処理とを並行して実行する。Ｓ１２からＳ１４は、ＴＨｚ波制御プロセスＳ１であり、Ｓ１２で対象領域にＴＨｚ波を照射するための制御を行う。例えば、ＴＨｚ波の照射レベル、スイープの時間単位、周波数幅などである。Ｓ１３でＴＨｚ波の照射の実行し指示し、Ｓ１４で反射テラヘルツ波である受信信号の検波信号を得る。
　反射テラヘルツ波受信（Ｓ１４）後、周波数差検知器２１による周波数差検出処理（Ｓ１５）、基準強度検知部２５による基準強度検出処理（Ｓ１６）、減衰量検知部２６による減衰強度検出処理（Ｓ１７）、及び周波数検知器２３による周波数検出処理（Ｓ１８）と並行して実行される。Ｓ１５からＳ２５は、解析プロセスＳ２を構成する。
　周波数差検出処理（Ｓ１５）後、反射距離算出部２４による反射距離ｄの算出処理が実行され（Ｓ１９）、ＲＡＭ１０４やストレージ１１０に記録する（Ｓ２３）。そして反射距離算出部２４は奥行画像生成部４１に反射距離ｄを出力し、奥行画像生成部４１が奥行画像５１（図６参照）を生成する（Ｓ２６）。
　基準強度検出処理（Ｓ１６）後、減衰比算出部２８によるガス減衰率Ｒ／Ｓの算出処理が実行される（Ｓ２０）。次いで、正規化濃度算出部２７による正規化濃度算出処理（Ｓ２１）が実行され、ＲＡＭ１０４やストレージ１１０に記録する（Ｓ２４）。そして正規化濃度算出部２７は、濃度画像生成部４２に正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを出力し、濃度画像生成部４２が濃度画像５２（図６参照）を生成する（Ｓ２７）。
　減衰強度検出処理（Ｓ１７）後、周波数検知器２３が窪んだ（減衰した）周波数ｆ１を検出し（Ｓ１８）、その周波数ｆ１に基づいてガス識別部２９はガスの種類を特定、即ちガスの成分を識別し（Ｓ２２）、ＲＡＭ１０４やストレージ１１０に記録する（Ｓ２５）。そしてガス識別部２９は、グラフィック画像生成部４３に成分の識別結果をテキストデータで出力し、グラフィック画像生成部４３がグラフィック画像５３（図６参照）を生成する（Ｓ２８）。
　背面カメラ１４４は、背景画像を撮像し（Ｓ１１）、カメラ画像を取得する（Ｓ２９）。
　画像合成部４４は、奥行画像５１、濃度画像５２、グラフィック画像５３、及びカメラ画像５４を取得し、これらの４つの画像を合成し（Ｓ３０）、ディスプレイ１４１に表示する（Ｓ３１）。
　ＣＰＵ１０１は、繰り返し要否の判断条件、例えば、走査が完了しているかとか、アプリを継続するかどうかの条件充足の判断を行い（Ｓ３２）、繰返し要と判断すると（Ｓ３２／Ｙｅｓ）Ｓ１１、Ｓ１２に戻る。繰返し不要と判断すると（Ｓ３２／Ｎｏ）処理を終了する。
　図６は、ガスの可視化方法を説明する図である。
　奥行画像５１は、ＴＨｚ波の照射走査同期に合わせて、反射距離ｄを単色の明暗度に変換する等して、２次元画像化したものである。奥行画像５１は、ＴＨｚ波は可視光に対して長波長であり、可視光で撮影するカメラ画像に比べ精細度では劣る。奥行画像５１は、背景反射物までの反射距離ｄを可視化したものであり、エアロゾル等に覆われた背景を観測することが可能である。このため、避難における障害物や非常口等を、カメラ画像５４と併用して認識するのに役立つ。なお、ＴＨｚ波を２次元的にスキャンする範囲と、カメラ画像の画角の関係は、予め対応する範囲について検知し記憶しておく。
　ガスの濃度画像５２は、同様にＴＨｚ波の照射走査同期に合わせて、正規化濃度Ｒ／Ｓ／ｄを単色の明暗度に変換する、あるいは色マッピングさせる等して、２次元画像化したものである。ガス濃度Ｒ／Ｓを反射距離ｄで正規化することにより、ガスの危険性を、濃度と距離の観点から視覚化できる。
　グラフィック画像５３は、ガスの種別情報のテキストデータをグラフィック画像データに変換したものである。ガスの種別のほかに、危険性の度合いに応じた警告メッセージやガスの時間変化をわかりやすく見せるなどの視覚化の補助画像としても有用である。
　カメラ画像５４は、背面カメラ１４４で撮像したカメラ画像である。背景反射物５が反射した可視光を画像化した画像であるので、背景画像と称する。
　合成・表示画像５５は、奥行画像５１、濃度画像５２、グラフィック画像５３、さらにはカメラ画像５４を合成して得る画像であり、表示画像となる。４つの画像は合成画像の４つのレイヤー画像を構成し、合成方法としてはアルファブレンディングにより、視認しやすい合成画像を得ることができる。また奥行画像５１とカメラ画像５４は相補的に用いることができる。エアロゾル等の環境下で、カメラ画像５４が不安定な場合には、奥行画像５１を主に表示させたり、カメラ画像５４の一部を奥行画像５１に置き換えたりする合成も可能である。また、カメラ画像５４と奥行画像５１から、カメラ画像５４の出口ドアなどの特徴箇所や避難経路の障害物を認識して表示させてもよい。
　画像合成部４４は、奥行画像５１、濃度画像５２、グラフィック画像５３、及びカメラ画像５４を取得する。そしてカメラ画像５４と奥行画像５１とを比較して、カメラ画像５４の被写体距離を取得する。次いで画像合成部４４は、濃度画像５２と奥行画像５１とを比較し、濃度画像５２で表示されたガス５２０がカメラ画像５４の被写体の手前又は奥側にあるかを判定する。図６の合成・表示画像５５では、ＴＨｚ波検出装置１００から奥行画像５１の椅子までの距離とＴＨｚ波検出装置１００からガス５２０までの距離とを比較すると、ＴＨｚ波検出装置１００からガス５２０までの距離が短いので、奥行画像５１に撮像された椅子の上に重畳してガス５２０が手前に見えるように描画される。
　図７Ａ、図７Ｂは画像合成処理の一例を示す図である。図７Ａ、図７Ｂにおいて、濃度画像５２１、カメラ画像５４１は同じ画像である。一方、奥行画像５１１、５１２は異なっており、奥行画像５１１ではガスよりも遠い位置にテーブルがあり、奥行画像５１２ではガスよりも近い位置にテーブルがある。この場合、画像合成部４４は、図７Ａではテーブルの手前にガスを描画した合成・表示画像５５１を生成する。また画像合成部４４は、図７Ｂではテーブルの背面にガスを描画した合成・表示画像５５２を生成する。
　以上説明したように、第一実施形態によれば、奥行画像５１又はカメラ画像５４による背景画像に重畳して、ガスの濃度画像５２を表示することで、背景画像に対してガスがどの位置にあるかを可視化することができる。カメラ画像５４では、解像度の高い背景画像を得ることができ、またエアロゾル等の環境化においては、奥行画像５１で背景の確認が可能であり、多様な環境化において背景画像が得られる。さらに本実施形態は、ガスの分析だけでなく、キッチン等の悪臭を発生する場所での分析にも活用可能である。
［第二実施形態］
　図８から図１０を参照して、第二実施形態について説明する。第二実施形態は、ウェアラブル端末３００にＴＨｚ波送受信器１を装着して、ＴＨｚ波検出装置１００ａを構成する例である。ウェアラブル端末３００にＴＨｚ波送受信器１を一体化して構成しても良い。ＴＨｚ波検出装置１００ａの利用者は、身体にＴＨｚ波検出装置１００ａを取り付けた状態でＴＨｚ波検出装置１００ａを利用可能でき、両手を自由にさせることできる。
　図８は、第二実施形態に係るＴＨｚ波検出装置１００ａの外観図である。図８に示すように、ＴＨｚ波検出装置１００ａはウェアラブル端末３００にＴＨｚ波送受信器１ａ、及びカメラ３を装着して構成される。
　ウェアラブル端末３００は、頭頂部ホルダー３０３及び側頭部ホルダー３０４と、側頭部ホルダー３０４の前面に設けられためがね型光学部３０２と、めがね型光学部３０２の更に前面に備えられたスクリーン３０５と、頭頂部ホルダー３０３に備えられた画像プロジェクタ３０１とを含む。
　ＴＨｚ波送受信器１ａ及びカメラ３は、例えば頭頂部ホルダー３０３の頂上部に取り付けられる。
　更にＴＨｚ波検出装置１００ａは、ＴＨｚ波送受信器１ａ、カメラ３、画像プロジェクタ３０１、めがね型光学部３０２、及びスクリーン３０５に電気的又は通信接続されたコントローラ７ｂを備える。
　コントローラ７は、スマートフォン１０からカメラ３、ディスプレイの機能を省いたものである。スクリーン３０５、画像プロジェクタ３０１、めがね型光学部３０２はディスプレイ１４１に相当する。また、頭頂部ホルダー３０３、側頭部ホルダー３０４は、ＴＨｚ波検出装置１００ａの利用者の頭部にカメラ３、ＴＨｚ波送受信器１ａ、及びディスプレイを装着するために用いられる。
　画像プロジェクタ３０１は、スクリーン３０５に合成・表示画像５５を投射する。この時、奥行画像５１を、反射距離ｄに応じて、遠近を与える３Ｄ表示とすることができる。このため合成・表示画像５５を、左目の視認画像と右目の視認画像とで構成する。そして、めがね型光学部３０２に電子シャッター１０２ａ（図９参照）を内蔵し、左目の視認画像を投射する時には、めがね型光学部３０２で、左目側を透過状態に、右目側を電子シャッターで遮断状態に制御する。右目の視認画像を投射する時には、めがね型光学部３０２で、右目側を透過状態に、左目側を電子シャッターで遮断状態に制御する。
　スクリーン３０５を半透過型のスクリーンとしても良い。この場合、カメラ画像５４は、合成・表示画像５５には含めない。半透過型のスクリーン３０５越しにみえる背景画像と、画像プロジェクタ３０１で半透過型のスクリーン３０５に投射する奥行画像５１、濃度画像５２、グラフィック画像５３の少なくとも１つから成る合成・表示画像５５とを一緒に視認させる。カメラ画像５４は、合成・表示画像５５を得るのに際し、位置合わせ等に用いる。使用者は、半透過型のスクリーン３０５越し背景の実像を見ながら、安全にＴＨｚ波検出装置１００ａを利用できる。
　図９は、コントローラ７の機能構成図である。コントローラ７は、ＣＰＵ７１、ＲＡＭ７２、ＦＲＯＭ７３、ＳＤＩ／Ｆ７４ａ、ＳＤメモリ７４ｂ、通信Ｉ／Ｆ７５、グラフィックプロセッサ７６、タッチパネル付ディスプレイ４５ａ、ＵＳＢ（Ｒ）Ｉ／Ｆ７７、光学系制御部７８を備える。ＵＳＢ（Ｒ）Ｉ／Ｆ７７には、ＴＨｚ波送受信器１ａ及びカメラ３が接続される。また光学系制御部７８は電子シャッター１０２ａに接続され、電子シャッター１０２ａの開閉を制御する。
　ＴＨｚ波送受信器１ａは、１４はＵＳＢＩ／Ｆ１４を備える。
　コントローラは、ＦＲＯＭ７３に格納しているプログラムをＲＡＭ７２に展開し、ＣＰＵ７１で実行する。ＦＲＯＭ７３には、ガス及び匂いの分析、及び可視化に係るプログラムとして、ＴＨｚ波制御プロセス部７３１、カメラ制御プロセス部７３２、解析プロセス部７３３、可視化プロセス部７３４、ガス可視化アプリ部（アプリケーションの略）７３５を含む。ここで、ＴＨｚ波制御プロセス部７３１は、図３におけるＴＨｚ波送受信器１の特に発信制御部１３の動作に関わる。また、カメラ制御プロセス部７３２は図３の前面カメラ１４３もしくは背面カメラ１４４におけるカメラ制御部１４３２もしくは１４４２の動作に関わる。解析プロセス部７３３は図３の解析部２の動作に関わる。可視化プロセス部７３４及びガス可視化アプリ部７３５は図３の可視化部４に相当する。
　ガス可視化アプリ部７３５は起動後、ユーザインターフェースを司るほか、ＴＨｚ波制御プロセス部７３１、カメラ制御プロセス部７３２、解析プロセス部７３３、可視化プロセス部７３４を呼び出し、ガス及び匂いの分析及び可視化を実行する。
　ＳＤメモリ７４ｂは、アプリケーションデータなどを格納するもので、ＳＤＩ／Ｆ７４ａを介し、ＣＰＵ７１とデータの送受を行う。通信Ｉ／Ｆ７５は、３Ｇや４Ｇのモバイル通信、あるいは無線ＬＡＮ等の通信インターフェースであり、インターネットを介し、図示はしていないサーバ等に接続する。コントローラ７は、実行するプログラムの一部をサーバに実行させ、自身の処理負荷を低減させることもある。
　グラフィックプロセッサ７６は、プログラムが生成するアプリケーションデータからタッチパネル付ディスプレイ４５ａの表示画面に表示する画像を生成する。また、カメラ３で得るカメラ画像データも取り込み、表示させる。また、タッチパネル付ディスプレイ４５ａは、表示画面に加え、ユーザ入力操作部としてタッチパネルを有する。
　ＵＳＢＩ／Ｆ７７は、シリアルバスインタフェースであり、コントローラ７とＴＨｚ波送受信器１ａ、カメラ３の其々とを接続する。
　ＴＨｚ波送受信器１ａは、第一実施形態に係るＴＨｚ波送受信器１にＵＳＢＩ／Ｆ１４を備えさせたものである。ＵＳＢＩ／Ｆ１４とコントローラ７のＵＳＢＩＦ７７との間でデータの送受信を行う。なおこの時、ＴＨｚ波の受信信号を送受信せず、例えば検波した包絡線をデジタルデータ化して送受信してもよい。
　図１０は、第二実施形態によるＴＨｚ波検出装置１００ａの応用例を示す図である。図１０のＴＨｚ波検出装置１００ｂは、ＴＨｚ波送受信器１及びカメラ３をＴＨｚ波検出装置１００ａに内蔵又は密着して取り付ける等、一体的に構成する点で異なる。ＴＨｚ波検出装置１００ｂは、カメラ３の開口部３１ａ、ＴＨｚ波送受信器１のアンテナ１４ａである。ＴＨｚ波検出装置１００ｂは、コントローラ７ａも内蔵する。
　ＴＨｚ波検出装置１００ｂは、通信信号７５ａを送受信し、通信基地局９０を介してインターネット９１を経由しサーバ装置９２に通信接続される。
　サーバ装置９２は、コントローラ７で実行させるべきプログラムの一部をサーバ装置９２で実行し、コントローラ７ａの処理負荷を低減させることができる。例えば、吸収スペクトルの周波数ｆ１をサーバ装置９２に通知し、サーバ装置９２内のデータベースを用いて、周波数ｆ１に対応するガス種別を識別し、その結果をコントローラ７ａに返信してもよい。
　また奥行画像５１やカメラ画像５４をサーバ装置９２に送信し、サーバ装置９２で背景画像の特徴的な部分を認識させてもよい。
　この他、コントローラ７ａが発報するアラートに対し、サーバ装置９２で危険度を識別して、警察・消防への通知を行い、コントローラ７ａに対しては、避難指示の具体的な案を提示させてもよい。
　以上説明したように、第二実施形態によれば、汎用の情報機器を活用して、ガス及び匂いの可視化装置を実現できる。
［第三実施形態］
　図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１２を参照して、第三実施形態について説明する。第三実施形態は、特にガスまでの距離を計測する機能について特徴がある。
　図１１Ａは、ＴＨｚ波検出装置１００ｂと分析対象ガス６との距離の関係を示す図である。
　図１１Ａの伸縮装置８０は、取手８３と、その一端側に取り付けらえた長さが伸縮する伸縮棒８２と、伸縮棒８２の先端側（取手８３とは反対側）に取り付けられた支持台８１とを備える。支持台８１にＴＨｚ波検出装置１００ｂを固定する。ユーザは取手８３を握り、伸縮棒８２の長さを調整して、支持台８１に取り付けたＴＨｚ波検出装置１００ｂで分析対象ガス６を測定し、可視化する。伸縮棒８２の長さによって、ＴＨｚ波検出装置１００ｂと分析対象ガス６との距離を異ならせることができる。ここで、伸縮棒８２が伸びた状態か縮んだ状態かも、測定データと併せて取り込む。
　図１１Ｂは、ＴＨｚ波検出装置１００ｂと分析対象ガス６との距離の関係を示す図を示す。
　ＴＨｚ波検出装置１００ｂの位置Ｐ１では、伸縮棒８２は縮んだ状態であり、分析対象ガス６を臨む角度はθ１である。一方、ＴＨｚ波検出装置１００ｂの位置Ｐ２では、伸縮棒８２は伸びた状態であり、分析対象ガス６までの距離は分析距離差ｌ（エル）だけ短くなり、分析対象ガス６を臨む角度はθ２である。この時、分析対象ガス６までの距離Ｌｇは式（３）で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図１２は、第三実施形態に係るＴＨｚ波検出装置１００ｂ、特にガス可視化アプリ部７３５の処理フローを示すフローチャートである。
　ガス可視化アプリ部７３５が起動し、初期設定を行うと（Ｓ１０）、引き続きＴＨｚ波制御プロセス（Ｓ１）、解析プロセスＳ２を実行する。この時、伸縮棒８２は縮んだ状態であり、分析対象ガス６の第一の濃度画像を生成する（Ｓ３４）。
　次にユーザが伸縮棒８２を伸ばして、計測距離を変更し（Ｓ３５）、再びＴＨｚ波制御プロセス（Ｓ１）、解析プロセスＳ２を実行する。
　そして、可視化プロセス部７３４が分析対象ガス６の第二の濃度画像を生成する（Ｓ３６）。
　解析プロセス部７３３が、前記式（３）を計算し、ガスまでの距離Ｌｇを求める（Ｓ３７）。
　次いで解析プロセス部７３３が、正規化濃度Ｒ／Ｓ／Ｌｇの再計算を行う（Ｓ３８）。
　解析プロセス部７３３は、正規化濃度Ｒ／Ｓ／Ｌｇの濃度記録を行い（Ｓ２４）、第三の濃度画像を得る（Ｓ３９）。Ｓ３４～Ｓ３８は、解析プロセスＳ２の第一の拡張されたプロセスＳ４を構成する。
　可視化プロセス部７３４が、第三の濃度画像（Ｓ３９）に加え、奥行画像５１を生成し（Ｓ２６）、グラフィック画像５３を生成し（Ｓ２８）、カメラ画像５４を生成する（Ｓ２９）。そして、第三の濃度画像と、奥行画像５１、グラフィック画像５３、カメラ画像５４の少なくとも１つとを用いて画像合成処理（Ｓ３０）を行い、合成・表示画像５５を表示する（Ｓ３１）。繰り返し条件を充足していれば（Ｓ３２／Ｙｅｓ）、一連の処理を繰り返し、繰り返し条件を非充足していれば（Ｓ３２／Ｎｏ）終了する。
　以上説明したように、第三実施形態によれば、ガスの濃度を正規化するときに、背景反射物までの反射距離ｄに代えて、分析対象ガスまでの距離Ｌｇを用いる。これにより、正規化ガス濃度が表す危険度の度合い等が、より正確なものとなる。
［第四実施形態］
　図１３Ａ～図１５を用いて、第四実施形態について説明する。図１３Ａは、分析対象ガス６の濃度の分布の時間変化を表す特徴量を説明する図である。図１３Ａは、分析対象ガス６の２次元領域の分布を表しており、濃度のピーク値を有する点を基準とし、Ｘ＋とＸ－軸、Ｙ＋とＹ－軸、Ｖ＋とＶ－軸、Ｕ＋とＵ－軸の４つの方向で、濃度分布を評価する。
　図１３Ｂは、濃度分布図の一例を示す。図１３Ｂの濃度分布図はＸ＋とＸ－軸の例であり、濃度のピーク値Ｄ０の点を０地点として、Ｘ＋方向に濃度分析値がＤ１、Ｄ２、…、Ｘ－方向にＤ－１，Ｄ－２、…と続く分布図である。
　図１３ＢにおけるＳ＊＊（＊＊は、Ｘ＋やＸ－などの軸方向を表す）は、図１３Ａの濃度分布図の広がりの程度を評価する値であり、式（４）で求められる。広がりの評価はＸ＋、Ｘ－のそれぞれに対して行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　図１３Ｂは、濃度ピーク値を有する座標値、ピーク濃度値、広がり評価値ＳＸ－、ＳＸ＋、ＳＹ－、ＳＹ＋、ＳＵ－、ＳＵ＋、ＳＶ－、ＳＶ＋の現在時刻ｔ１の値と、１つ前の時刻ｔ０での値を記録した表であり、ガス濃度分布の広がりの時刻変化評価値を右列に計算する。
　図１４は、本実施形態で表示される合成・表示画像５５３を示す。第一実施形態の合成・表示画像５５（図６参照）に対して、分布の広がりを見やすく工夫するグラフィック画像が重畳される。合成・表示画像５５３は、Ｇ１０、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３が重畳されたグラフィック画像であり、Ｇ１０は濃度ピーク座標の変化（Ｒ、φ）、Ｇ１１とＧ１２は、前記ＳＸ－～ＳＶ＋の時間変化の評価値のうち変化が大きいものを選択したものを、評価値に応じた大きさの矢印で示している。これらガスの広がりの時間変化を危険な領域の予測に用いて、Ｇ１３によって、避難方向をアドバイスする。
　図１５は、第四実施形態に係るガス可視化アプリ部７３５の処理フローを示すフローチャートである。ガス可視化アプリ部７３５は、起動し、初期設定を行い（Ｓ１０）、引き続きＴＨｚ波制御プロセスＳ１、解析プロセスＳ２を実行する。
　ガス可視化アプリ部７３５は、記録した濃度データを読み出し（Ｓ４０）、濃度がピーク値となる箇所を検出する（Ｓ４１）。ガス可視化アプリ部７３５は、分析対象とするガスが複数個存在する場合には、それぞれに行う。
　次にガス可視化アプリ部７３５は、分布の広がり等の評価パラメータを計算し（Ｓ４２）、記録する（Ｓ４３）。
　ガス可視化アプリ部７３５は、前時刻の分布の広がり等の評価パラメータを読み出し（Ｓ４４）、パラメータの時間変化を計算する（Ｓ４５）。ガス可視化アプリ部７３５は、評価パラメータの時間変化の有意なものを選択する（Ｓ４６）。
　ガス可視化アプリ部７３５は、背景画像から避難経路の出口や障害物を検知し（Ｓ４７）、推奨避難方向を決定する（Ｓ４８）。Ｓ４０からＳ４９は、解析プロセスＳ２の第二の拡張された解析プロセスＳ５を構成する。
　ガス可視化アプリ部７３５は、有意な評価パラメータや避難方向を、表示プロセスＳ３に送出する（Ｓ４９）。
　ガス可視化アプリ部７３５は、図１４に示した合成・表示画像５５３を生成し、ディスプレイ１４１に表示する（Ｓ３）。さらに、Ｓ３２で継続を判断し終了する。
　以上説明したように、第四実施形態によれば、ガス濃度分布の時間変化に対応する評価値を算出し、危険領域の時間的変化を予測し、有効な避難経路等の指示を、合成画像内に提示可能となる。
［第五実施形態］
　図１６、図１７を用いて、第五実施形態について説明する。図１６Ａは、第五実施形態によるＴＨｚ波検出装置１００ｃの正面図である。図１６Ｂは、第五実施形態によるＴＨｚ波検出装置１００ｃでの側断面図である。
　図１６ＡにＴＨｚ波検出装置１００ｃは、コントローラ７を覆うように筐体カバー４１０に収容し、ＴＨｚ波送受信器１ａを装着している。ＴＨｚ波検出装置１００ｃは、前面カメラ１４３で利用者自身を撮影しながら、利用者の匂い等を分析する。例えば洗濯用の柔軟剤に含まれる芳香剤の成分を検出し、周りに迷惑をかけないよう気配りするのを補助する。
　ＴＨｚ波検出装置１００ｃは、タッチパネル付ディスプレイ４５ａを備える。タッチパネル付ディスプレイ４５ａ上には、人物が写し出され、人物上にマークＧ１４が重畳される。マークＧ１４の形状は、事前に登録された匂いの原因に対応していて、画面上部には、その強さが水平バーＧ１５の数で示される。
　図１７は、第五実施形態におけるガス可視化アプリ部７３５の処理フローを示すフローチャートである。ガス可視化アプリ部７３５は、起動後、初期設定を行い（Ｓ１０）、引き続きＴＨｚ波制御プロセスＳ１、解析プロセスＳ２を実行する。
　ガス可視化アプリ部７３５は、Ｓ２９から受け取るカメラ画像から人物領域を認識し（Ｓ５０）、人物領域の濃度画像を生成する（Ｓ２７）。ガス可視化アプリ部７３５は、濃度画像を用いてグラフィック画像を作成し（Ｓ２８）、図１６Ａで記したマークＧ１４等を作成する（Ｓ２９）。
　ガス可視化アプリ部７３５は、画像合成処理を行い、合成・表示画像５５４を作成し（Ｓ３０）、合成・表示画像５５４をタッチパネル付ディスプレイ４５ａに表示する（Ｓ３１）。さらに、Ｓ３２で継続を判断し、終了する。
　以上説明したように、第五実施形態によれば、スマートフォンなどの自己撮影用のカメラ部を活用して、撮影者自身の匂い等を分析することが容易にできる。
　本発明は、図１から図１７を参照して説明した各実施形態に限定されず、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成を加えることも可能である。これらは全て本発明の範疇に属するものであり、さらに文中や図中に現れる数値やメッセージ等もあくまで一例であり、異なるものを用いても本発明の効果を損なうものでない。
　また、本発明の機能等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実装しても良い。また、マイクロプロセッサユニット、ＣＰＵ等が動作プログラムを解釈して実行することによりソフトウェアで実装しても良い。また、ソフトウェアの実装範囲を限定するものでなく、ハードウェアとソフトウェアを併用しても良い。
　また、上記実施形態では、被検出体は分析対象ガス６とし、背景反射物を分析対象ガス６が浮遊する実空間内の風景、例えば乗り物内、居室等の構造物としたが、ＴＨｚ波検出装置１００を製品出荷時の検査装置として用いてもよい。その場合、製品が背景反射物、被検出体は製品内にある異物とし、例えば食品に混入した異物を検出してもよい。また、タイヤ等非食品への異物の混入検査として用いてもよい。更に、製薬出荷検査装置として用い、多層コーティングされた薬品のコーティング検査に用いてもよい。また、空港等の手荷物検査場において、ペットボトルの内容物の特定に用いたり、スーツケースを開錠することなく内容物を特定する検査に用いてもよい。
１　　　　：ＴＨｚ波送受信器
２　　　　：解析部
３　　　　：カメラ
４　　　　：可視化部
５　　　　：背景反射物
６　　　　：分析対象ガス
７　　　　：コントローラ
１０　　　：スマートフォン
１１　　　：発信器
１２　　　：受信器
１３　　　：発信制御部
１４　　　：アンテナ
１５ａ　　：送信波
１５ｂ　　：反射テラヘルツ波
４５ａ　　：タッチパネル付ディスプレイ

Claims (12)

  1. 　テラヘルツ波を発信する発信器、及び分析対象物の背後に存在する背景反射物で反射された反射テラヘルツ波を受信する受信器を含むテラヘルツ波送受信器と、
    　ディスプレイと、
    　前記テラヘルツ波送受信器、及び前記ディスプレイの其々に接続された情報処理装置と、を備え、
    　前記発信器は、前記分析対象物を含む２次元領域に、特定の周波数を含む送信信号に基づくテラヘルツ波を照射し、
    　前記情報処理装置は、
    　前記反射テラヘルツ波に基づいて、前記分析対象物の濃度を解析する解析部と、
    　前記解析部の解析結果に基づいて、前記背景反射物が撮像された背景画像に前記分析対象物の濃度画像を合成した合成画像を生成し、前記ディスプレイに表示する可視化部と、を含む、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  2. 　請求項１に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記発信器は、周波数をスイープさせた送信信号に基づくテラヘルツ波を照射し、
    　前記解析部は、
    　前記発信器が発信したテラヘルツ波の周波数と、前記受信器が受信した前記反射テラヘルツ波の周波数との周波数差を検知する周波数差検知部と、
    　前記周波数差に基づいて、前記テラヘルツ波送受信器から前記背景反射物までの反射距離を算出する反射距離算出部と、
    　前記発信器から発した前記テラヘルツ波の強度、前記発信器から照射されたテラヘルツ波に対する前記反射テラヘルツ波の減衰量、及び前記反射距離に基づいて、距離で正規化された前記分析対象物の正規化濃度を算出する正規化濃度算出部と、
    　前記反射テラヘルツ波において減衰した周波数に基づいて、前記分析対象物の種類を特定する対象物識別部と、を含み、
    　前記可視化部は、
    　前記正規化濃度に応じて表示態様を異ならせた濃度画像を生成する濃度画像生成部と、
    　前記分析対象物の種類を示すグラフィック画像を生成するグラフィック画像生成部と、
    　前記背景画像に前記濃度画像及び前記グラフィック画像を合成して合成画像を生成し、前記ディスプレイに表示させる画像合成部と、を含む、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  3. 　請求項２に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記可視化部は、
    　前記反射距離に応じて表示態様を異ならせた奥行画像を生成する奥行画像生成部を更に含み、
    　前記画像合成部は、前記背景画像として前記奥行画像を用い、前記奥行画像に前記濃度画像を合成して前記合成画像を生成する、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  4. 　請求項２に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記情報処理装置は、可視光を撮像してカメラ画像を生成するカメラに接続され、
    　前記画像合成部は、前記背景画像として前記カメラ画像を用い、前記カメラ画像に前記濃度画像を合成して前記合成画像を生成する、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  5. 　請求項２に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記正規化濃度算出部は、前記分析対象物による吸収がない平坦部の信号強度をＲ、前記分析対象物が前記テラヘルツ波を吸収することにより減衰した周波数の信号強度をＳ、及び前記反射距離をｄとした際に、下式（１）により前記正規化濃度を算出する、
    正規化濃度＝Ｒ／Ｓ／ｄ・・・（１）
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  6. 　請求項１に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記分析対象物は不可視のガスであり、
    　前記濃度画像は、前記ガスの濃度分布を図示した画像であり、
    　前記合成画像は、前記背景画像に前記ガスの濃度分布を図示した画像を重畳した画像である、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  7. 　請求項２に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記テラヘルツ波検出装置は、当該テラヘルツ波検出装置を支持する支持台、及び当該支持台に連結された伸縮棒を含む伸縮装置に取り付けられ、
    　前記テラヘルツ波検出装置により前記伸縮棒の伸縮量を異ならせて前記分析対象物を複数回測定させ、
    　前記正規化濃度算出部は、各回の測定において前記テラヘルツ波検出装置から前記分析対象物の幅方向端部を計測した際の最大角度をθ１、θ２を算出し、前記複数回の測定間における前記伸縮量の差からなる分析距離差をｌとした際に、下式（２）により前記テラヘルツ波検出装置から前記分析対象物までの距離Ｌｇを算出し、
    　前記分析対象物による吸収がない平坦部の信号強度をＲ、前記分析対象物が前記テラヘルツ波を吸収することにより減衰した周波数の信号強度をＳ、及び前記距離Ｌｇとした際に、下式（３）により前記正規化濃度を算出し、
    Ｌｇ＝ｌtanθ１／（tanθ2－tanθ１）・・・（２）
    正規化濃度＝Ｒ／Ｓ／Ｌｇ・・・（３）
    　前記濃度画像生成部は、前記正規化濃度を更新した新たな濃度画像を生成する、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  8. 　請求項１に記載のテラヘルツ波検出装置において、
    　前記可視化部は、
    　時系列に沿って生成された複数の濃度画像の其々について、複数の軸で濃度分布を取得し、当該濃度分布の中心、及び当該濃度分布の広がりに対応した評価パラメータを求め、前記評価パラメータの時系列変化を示すグラフィック画像データを生成するグラフィック画像生成部と、
    　前記背景画像に前記グラフィック画像データを合成して合成画像を生成し、前記ディスプレイに表示させる画像合成部と、を含む、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  9. 　請求項８に記載のテラヘルツ波検出装置であって、
    　前記グラフィック画像生成部は、前記評価パラメータの時系列変化に基づいて、前記濃度分布の位置の時系列に沿った変化方向とは異なる方向に向かう経路を示すグラフィック画像を更に生成し、前記背景画像に合成して前記合成画像を生成する、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  10. 　請求項４に記載のテラヘルツ波検出装置であって、
    　前記分析対象物は、匂い成分であって、
    　前記対象物識別部は、前記反射テラヘルツ波に基づいて匂い成分を特定し、
    　前記グラフィック画像生成部は、前記特定された匂い成分の種類を示すグラフィック画像を生成し、
    　前記画像合成部は、前記カメラ画像において前記匂い成分が検知された実空間が撮像された領域を特定し、当該領域上に前記特定された匂い成分の種類を示すグラフィック画像を重畳した合成画像を生成する、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
  11. 　分析対象物を含む２次元領域に、特定の周波数を含む送信信号に基づくテラヘルツ波を照射するステップと、
    　前記分析対象物の背後に存在する背景反射物で反射された反射テラヘルツ波を受信するステップと、
    　前記反射テラヘルツ波に基づいて、前記分析対象物の濃度を解析するステップと、
    　前記分析対象物の濃度を解析した結果に基づいて、前記背景反射物の画像に前記分析対象物の濃度画像を合成した合成画像を生成するステップと、
    　ディスプレイに前記合成画像を表示するステップと、を含む、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出方法。
  12. 　テラヘルツ波を発信する発信器、及び分析対象物の背後に存在する背景反射物で反射された反射テラヘルツ波を受信する受信器を含むテラヘルツ波送受信器と、
    　ディスプレイを有するウェアラブル端末と、
    　前記テラヘルツ波送受信器、及び前記ウェアラブル端末の其々に接続された情報処理装置と、を備え、
    　前記テラヘルツ波送受信器は、前記分析対象物を含む２次元領域に、特定の周波数を含む送信信号に基づくテラヘルツ波を照射し、
    　前記情報処理装置は、
    　前記反射テラヘルツ波に基づいて、前記分析対象物の濃度を解析する解析部と、
    　前記解析部の解析結果に基づいて、前記背景反射物の画像に前記分析対象物の濃度画像を合成した合成画像を生成し、前記ウェアラブル端末に出力する可視化部と、を含む、
    　ことを特徴とするテラヘルツ波検出システム。
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